IEC 61131-3 對工控市場的影響

發(fā)布時(shí)間:2024-04-04
自 iec 61131-3 正式公布后,經(jīng)過十來年年的推廣應(yīng)用和不斷完善,它獲得了廣泛的接 受和支持,在工業(yè)控制領(lǐng)域中產(chǎn)生了重要的影響,被全球越來越多制造商和客戶所接受,并 且成為 dcs、plc、ipc、pac、運(yùn)動(dòng)控制以及 scada的編程系統(tǒng)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。
首先,國際上各大plc廠商都宣布其產(chǎn)品符合該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范(盡管這些公司的軟件工具不一定經(jīng)過plcopen的認(rèn)證),在推出其編程軟件新產(chǎn)品時(shí),都遵循該標(biāo)準(zhǔn)的各種規(guī)定。根據(jù) 美國的《控制工程》雜志2005年一份調(diào)查報(bào)告中關(guān)于plc編程語言使用的百分比統(tǒng)計(jì),iec61131-3中所規(guī)范5種語言使用的比例很高。考慮到在美國對iec 61131-3的認(rèn)知度遠(yuǎn)不及歐 洲、中國和日本,由此可見此標(biāo)準(zhǔn)影響力之大。表1是依據(jù)美國《control engng》雜志分別 從2003年和2005年plc應(yīng)用問卷調(diào)查中進(jìn)行了各種plc編程語言應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)。調(diào)查結(jié)果顯示, 梯形圖語言、功能塊圖語言和順序功能圖語言應(yīng)用的比例列前三位。
表1plc編程語言使用情況調(diào)查
其次,我們來看 iec 61131-3 對 dcs控制策略組態(tài)的影響。以前,每個(gè) dcs廠商在控制策略的組態(tài)(也即編制控制運(yùn)算程序)時(shí)各搞一套,形成了風(fēng)格各異的編程組態(tài)工具。大致有:小功能塊圖編程組態(tài),將每個(gè)塊的功能盡可能地劃小,這更適合于描述復(fù)雜的控制策略 組態(tài)(例如,在我國發(fā)電行業(yè)沿用至今的 sama圖轉(zhuǎn)換為控制策略編程時(shí),用它更方便),對 組態(tài)的人員的技術(shù)能力要求較高;大功能塊編程組態(tài),由于在設(shè)計(jì)功能塊時(shí)已有充分考慮,所以只要了解功能塊的輸入輸出特性,便可組態(tài);面向問題的填表式組態(tài)工具,不同的控制 和運(yùn)算需要填寫不同的工作單,組態(tài)方法相當(dāng)繁雜。九十年代后期或更后一些推出的 dcs 產(chǎn)品,或者 dcs的更新?lián)Q代產(chǎn)品,如:siemens的 pcs 7所采用的 step 7編程軟件、 美國 moore公司 dcs/plc混合控制系統(tǒng) apacs、emerson process 公司的 delta v、abb公司的dcs freelance,metso automation 公司的 max 1000 dcs 都遵照 iec 61131-3 的規(guī)范,提供以功能塊圖語言以及由 sfc演變而來的 cfc(連續(xù)功能圖)為主的 dcs的編程語言。第三,以 pc為基礎(chǔ)的控制作為一種控制技術(shù)已發(fā)展多年,近年來隨著用閃存替代了硬盤,用固定散熱器替代了風(fēng)扇冷卻,使得 ipc的硬件可靠性大大提高,從而更容易發(fā)揮 ipc 適應(yīng)各種需求的靈活性。ipc的應(yīng)用市場因而正在擴(kuò)大。不管怎么說,除了在美國還有一部分 ipc使用流程圖語言(如 opto 22的 snap ipc)外,大多數(shù) ipc控制的軟件開發(fā)商都按照 iec 61131-3 的編程語言標(biāo)準(zhǔn),來規(guī)范其軟件產(chǎn)品的特性。
第四,正因?yàn)橛辛?iec 61131-3,才真正出現(xiàn)了一種開放式的可編程控制器的編程軟件 包,如加拿大 ics triplex 公司的 isagraf,德國 kw的 multiprog,德國 infoteam的 openpcs, 德國 3s公司的 codesys。這些軟件不具體地依賴于特定的 plc硬件產(chǎn)品。為數(shù)眾多的 plc和 dcs生產(chǎn)廠商(包括像西門子、橫河電機(jī)、歐姆龍、三菱電機(jī)、abb等)都在這些商品化 的基本編程軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,再進(jìn)行工作量不大的二次開發(fā),并據(jù)此再將其高附加值的訣 竅和控制算法嵌入其中。例如西門子的編程軟件 step 7,就是在上述 openpcs軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上再二次開發(fā)的;歐姆龍的 cx編程軟件是以 multiprog軟件平臺(tái)為基礎(chǔ),再行二次開發(fā)的。同時(shí),這種軟件的開發(fā)方式也為 plc的程序在不同機(jī)型之間的移植提供了可能。
第五,值得注意的是近年來出現(xiàn)的工業(yè)控制產(chǎn)品新秀 pac—可編程自動(dòng)控制器,除個(gè)別 例外(如 opto 22的 snap pac),其編程軟件毫無例外地都采用 iec 61131-3作為它的一種 特征屬性。因此,我們也可以這樣來表述:如果其編程系統(tǒng)不符合 iec 61131-3,那么,這 種控制系統(tǒng)就不宜稱之為一般意義上的 pac。
最后,我們注意到一些提供運(yùn)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)器和控制器的廠商(如德國的 bosch rexroth),建立了將符合 i ec 61131-3的邏輯控制、順序控制與運(yùn)動(dòng)控制結(jié)合為一體的軟件開發(fā)平臺(tái)(見圖 1)。廣泛應(yīng)用于印刷和紙張加工機(jī)械、玻璃加工機(jī)械、機(jī)器人和裝配系統(tǒng)、木材加工機(jī)械、塑料加工機(jī)械、食品加工和包裝機(jī)械、藥品包裝機(jī)械、紡織機(jī)械等的控制系統(tǒng)中。
圖 1 在公共的 iec 61131-3 的編程平臺(tái)上建立的運(yùn)動(dòng)控制的系統(tǒng)解決方案
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